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1、2023/2/1第10章 局部通风第第1010章章 局部通风局部通风(Face Ventilation)本章主要内容本章主要内容1 1、局部通风方法、局部通风方法-压入式、抽出式、混合式、可控循压入式、抽出式、混合式、可控循环风,全风通风,环风,全风通风,2 2、掘进工作面需风量计算、掘进工作面需风量计算-压入式、抽出式、混合式、压入式、抽出式、混合式、按粉尘、炸药等按粉尘、炸药等3 3、局部通风装备、局部通风装备-风筒风筒-种类、阻力、漏风、安种类、阻力、漏风、安装;局部通风机装;局部通风机-性能、联合运行性能、联合运行4 4、局部通风系统设计、局部通风系统设计-原则、步骤原则、步骤2023
2、/2/1第10章 局部通风 利用局部通风机或主要通风机产生的风压对井下独利用局部通风机或主要通风机产生的风压对井下独头巷道进行通风的方法称为局部通风(又称掘进通风)。头巷道进行通风的方法称为局部通风(又称掘进通风)。第一节第一节 局部通风的方法局部通风的方法 局部通风方法有:局部通风方法有:1 1 总压通风总压通风 2 2 扩散通风扩散通风 3 3 引射器通风引射器通风 4 4 局扇通风局扇通风2023/2/1第10章 局部通风一、矿井全风压通风一、矿井全风压通风全风压通风是利用矿井主要通风机的风压,借助导风设施把主导风全风压通风是利用矿井主要通风机的风压,借助导风设施把主导风流的新鲜空气引入
3、掘进工作面。其通风量取决于可利用的风压和风流的新鲜空气引入掘进工作面。其通风量取决于可利用的风压和风路风阻。路风阻。按其导风设施不同可分为:按其导风设施不同可分为:1.1.风筒导风风筒导风 在巷道内设置挡风墙截断主导风流,用风筒把新鲜空在巷道内设置挡风墙截断主导风流,用风筒把新鲜空气引入掘进工作面,污浊空气从独头掘进巷道中排出。气引入掘进工作面,污浊空气从独头掘进巷道中排出。特特点点:此此种种方方法法辅辅助助工工程程量量小小,风风筒筒安安装装、拆拆卸卸比比较较方方便便,通通常常用用于需风量不大的短巷掘进通风中。于需风量不大的短巷掘进通风中。2023/2/1第10章 局部通风2 2.风幛导风风幛
4、导风 在巷道内设置纵向风幛,把风幛上游一侧的新风引入掘进工在巷道内设置纵向风幛,把风幛上游一侧的新风引入掘进工作面,清洗后的污风从风幛下游一侧排出。这种导风方法,构筑和拆除作面,清洗后的污风从风幛下游一侧排出。这种导风方法,构筑和拆除风幛的工程量大。适用于短距离或无其它好方法可用时采用。风幛的工程量大。适用于短距离或无其它好方法可用时采用。2023/2/1第10章 局部通风二、引射器通风二、引射器通风 利利用用引引射射器器产产生生的的通通风风负负压压,通通过过风风筒筒导导风风的的通通风风方方法法称引射器通风。引射器通风一般都采用压入式。称引射器通风。引射器通风一般都采用压入式。优优点点:无无电
5、电气气设设备备,无无噪噪音音;还还具具有有降降温温、降降尘尘作作用用;用它代替局部通风机通风,设备简单,安全性较高。用它代替局部通风机通风,设备简单,安全性较高。缺缺点点:风风压压低低、风风量量小小、效效率率低低,并并存存在在巷巷道道积积水水问问题。题。2023/2/1第10章 局部通风三、扩散通风三、扩散通风适用于短距离的独头工作面适用于短距离的独头工作面2023/2/1第10章 局部通风四、局部通风机通风四、局部通风机通风 利用局部通风机作动力,通过风筒导风的通风方法称局部通风机利用局部通风机作动力,通过风筒导风的通风方法称局部通风机通风,它是目前局部通风最主要的方法。通风,它是目前局部通
6、风最主要的方法。常用通风方式:压入、抽出和混合式。常用通风方式:压入、抽出和混合式。1.1.压入式压入式(induction)(induction)布置方式:布置方式:10mLsLv2023/2/1第10章 局部通风 L Le e 气流贴着巷壁射出风筒后气流贴着巷壁射出风筒后,由于卷吸作用由于卷吸作用,射流射流断面逐渐扩张,直至射流的断面达到最大值,此段称断面逐渐扩张,直至射流的断面达到最大值,此段称为扩张段;为扩张段;L La a射流断面逐渐减少,直到为零,此段称收缩段。射流断面逐渐减少,直到为零,此段称收缩段。L Ls s从风筒出口至射流反向的最远距离(即扩张段和从风筒出口至射流反向的最远
7、距离(即扩张段和收缩段总长)称射流有效射程。收缩段总长)称射流有效射程。在巷道条件下,一般有:在巷道条件下,一般有:式中式中 S S巷道断面巷道断面,m,m2 2。2023/2/1第10章 局部通风特点:()局扇及电器设备布置在新鲜风流中;特点:()局扇及电器设备布置在新鲜风流中;()有有效效射射程程远远,工工作作面面风风速速大大,排排烟烟效效果果好;好;()可使用柔性风筒,使用方便;()可使用柔性风筒,使用方便;()由由于于内内外外,风风筒筒漏漏风风对对巷巷道道排排污污有有一定作用。一定作用。要求:()局巷,避免产生循环风;要求:()局巷,避免产生循环风;()局扇入口与掘进巷道距离大于()局
8、扇入口与掘进巷道距离大于10m10m;()风筒出口至工作面距离小于()风筒出口至工作面距离小于LsLs。2023/2/1第10章 局部通风2.2.抽出式抽出式 有效吸程有效吸程L Le e:风筒吸口吸入空气的作用范围。风筒吸口吸入空气的作用范围。在巷道边界条件下,其一般计算式为:在巷道边界条件下,其一般计算式为:式中式中 S S巷道断面,巷道断面,m m2 2。特点:()新鲜风流沿巷道进入工作面,劳动条件好;特点:()新鲜风流沿巷道进入工作面,劳动条件好;()污风通过风机;()污风通过风机;()有效吸程小,延长通风时间,排烟效果不好;()有效吸程小,延长通风时间,排烟效果不好;()不通使用柔性
9、风筒。()不通使用柔性风筒。Le2023/2/1第10章 局部通风3.3.压入式和抽出式通风的比较压入式和抽出式通风的比较1)1)压入式通风时,局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风流中,污压入式通风时,局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风流中,污风不通过局部通风机,安全性好;而抽出式通风时,污风通过局部通风机,风不通过局部通风机,安全性好;而抽出式通风时,污风通过局部通风机,对于煤矿若局部通风机不具备防爆性能,则是非常危险的。对于煤矿若局部通风机不具备防爆性能,则是非常危险的。2)2)压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大,因风速较大而提高散热效压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大,
10、因风速较大而提高散热效果。然而,抽出式通风有效吸程小,掘进施工中难以保证风筒吸入口到工果。然而,抽出式通风有效吸程小,掘进施工中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之内。与压入式通风相比,抽出式风量小作面的距离在有效吸程之内。与压入式通风相比,抽出式风量小,工作面排工作面排污风所需时间长、速度慢。污风所需时间长、速度慢。2023/2/1第10章 局部通风3)3)抽出式通风时抽出式通风时,新鲜风流沿巷道进向工作面,整个井巷空新鲜风流沿巷道进向工作面,整个井巷空气清新,劳动环境好;而压入式通风时,污风沿巷道缓慢排气清新,劳动环境好;而压入式通风时,污风沿巷道缓慢排出,当掘进巷道越长,排污风速
11、度越慢,受污染时间越久。出,当掘进巷道越长,排污风速度越慢,受污染时间越久。4)4)压入式通风可用柔性风筒,其成本低、重量轻,便于运输,压入式通风可用柔性风筒,其成本低、重量轻,便于运输,而抽出式通风的风筒承受负压作用,必须使用刚性或带刚性而抽出式通风的风筒承受负压作用,必须使用刚性或带刚性骨架的可伸缩风筒,成本高,重量大,运输不便。骨架的可伸缩风筒,成本高,重量大,运输不便。2023/2/1第10章 局部通风4.4.混合式通风混合式通风 混混合合式式通通风风是是压压入入式式和和抽抽出出式式两两种种通通风风方方式式的的联联合合运运用用,按按局局部部通通风风机和风筒的布设位置,分为机和风筒的布设
12、位置,分为:长压短抽、长抽短压和长抽长压。长压短抽、长抽短压和长抽长压。1)1)长抽短压(前压后抽)长抽短压(前压后抽)10m10m10m10m2023/2/1第10章 局部通风工工作作面面的的污污风风由由压压入入式式风风筒筒压压入入的的新新风风予予以以冲冲淡淡和和稀稀释释,由抽出式主风筒排出。由抽出式主风筒排出。其其中中抽抽出出式式风风筒筒须须用用刚刚性性风风筒筒或或带带刚刚性性骨骨架架的的可可伸伸缩缩风风筒筒,若若采采用用柔柔性性风风筒筒,则则可可将将抽抽出出式式局局部部通通风风机机移移至至风风筒入风口,改为压出式,由里向外排出污风筒入风口,改为压出式,由里向外排出污风(如图如图b b)。
13、)。2023/2/1第10章 局部通风2)2)长压短抽长压短抽(前抽后压前抽后压)工作方式:新鲜风流经压入式长风筒送入工作面工作方式:新鲜风流经压入式长风筒送入工作面,工作面污风经抽工作面污风经抽出式通风除尘系统净化出式通风除尘系统净化,被净化后的风流沿巷道排出。被净化后的风流沿巷道排出。混合式通风的主要特点:混合式通风的主要特点:a a、通风是大断面长距离岩巷掘进通风的较好方式;、通风是大断面长距离岩巷掘进通风的较好方式;b b、主要缺点是降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道内的、主要缺点是降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道内的风量,当掘进巷道断面大时风量,当掘进巷道断面大时,风速就更
14、小。风速就更小。10m10m2023/2/1第10章 局部通风第二节第二节 局扇通风计算局扇通风计算一、风量的计算一、风量的计算1 1、排除炮烟所需风量、排除炮烟所需风量 1 1)压入式通风压入式通风2023/2/1第10章 局部通风2)抽出式通风2023/2/1第10章 局部通风3 3)混合式通风混合式通风 在长抽短压混合式布置时,为防止循环风和维持在长抽短压混合式布置时,为防止循环风和维持风筒重叠段巷道内具有最低的排尘或稀释瓦斯风风筒重叠段巷道内具有最低的排尘或稀释瓦斯风速,则抽出式风筒的吸风量应大于压入式风筒出速,则抽出式风筒的吸风量应大于压入式风筒出口风量口风量,即即 式中式中pcpc
15、 按压入式风量计算。按压入式风量计算。2023/2/1第10章 局部通风2 2 排除矿尘所需风量排除矿尘所需风量 风流的排尘风量可按下式计算:风流的排尘风量可按下式计算:2023/2/1第10章 局部通风 二、风筒二、风筒(duct)(duct)的选择的选择 风筒是最常见的导风装置。对风筒的基本要求是漏风风筒是最常见的导风装置。对风筒的基本要求是漏风小、风阻小、重量轻、拆装简便。小、风阻小、重量轻、拆装简便。1.1.风筒种类风筒种类 风筒按其材料力学性质可分为刚性和柔性两种。风筒按其材料力学性质可分为刚性和柔性两种。刚刚性性风风筒筒是是用用金金属属板板或或玻玻璃璃钢钢材材制制成成。玻玻璃璃钢钢
16、风风筒筒比比金属风筒轻便、抗酸、碱腐蚀性强、摩擦阻力系数小。金属风筒轻便、抗酸、碱腐蚀性强、摩擦阻力系数小。柔柔性性风风筒筒是是应应用用更更广广泛泛的的一一种种风风筒筒,通通常常用用橡橡胶胶、塑塑料制成。其最大优点是轻便,可伸缩、拆装运搬方便。料制成。其最大优点是轻便,可伸缩、拆装运搬方便。2023/2/1第10章 局部通风2.2.风筒接头风筒接头 刚刚性性风风筒筒一一般般采采用用法法兰兰盘盘连连接接方方式式。柔柔性性风风筒筒的的接接头头方方式式有有插插接接、单单反反边边接接头头、双双反反边边接接头头、活活三三环环多多反反边边接接头头、罗罗圈圈接头等多种形式。接头等多种形式。目前柔性风筒最流行
17、拉链接头目前柔性风筒最流行拉链接头2023/2/1第10章 局部通风3 风筒的风阻2023/2/1第10章 局部通风4.4.风筒漏风风筒漏风 刚性风筒风筒的漏风,主要发生在接头处,柔性风筒刚性风筒风筒的漏风,主要发生在接头处,柔性风筒不仅接头而且全长的壁面和缝合针眼都有漏风,故风不仅接头而且全长的壁面和缝合针眼都有漏风,故风筒漏风属连续的均匀漏风。因此,应用始末端风量的筒漏风属连续的均匀漏风。因此,应用始末端风量的几何平均值作为风筒的风量几何平均值作为风筒的风量Q,Q,即:即:,m m3 3/s/s 式中局部通风机风量式中局部通风机风量QaQa与风筒出口风量与风筒出口风量Q Qh h不等,不等
18、,QaQa与与Q Qh h之差就是风筒的漏风量之差就是风筒的漏风量Q Ql l,2023/2/1第10章 局部通风1)1)漏风率漏风率风风筒筒漏漏风风量量占占局局部部通通风风机机工工作作风风量量的的百百分分数数称称为风筒漏风率为风筒漏风率l l。l l虽能反映风筒的漏风情况,但不能作为对比虽能反映风筒的漏风情况,但不能作为对比指标。故常用百米漏风率指标。故常用百米漏风率l100l100表示:表示:l100l100l l/L/L100 100 式中式中 L L 为风简长度。为风简长度。2023/2/1第10章 局部通风2)2)有效风量率有效风量率 掘掘进进工工作作面面风风量量占占局局部部通通风风
19、机机工工作作风风量量的的百百分分数数称称为为有有效效风风量率量率p pe e。2023/2/1第10章 局部通风3)3)漏风系数漏风系数 风筒有效风量率的倒数称为风筒漏风系数风筒有效风量率的倒数称为风筒漏风系数p pq q。金属风筒的金属风筒的p pq q值可按下式计算:值可按下式计算:式中式中 K K相当于直径为相当于直径为1m1m的金属风筒每个接头的漏风率。的金属风筒每个接头的漏风率。D D风筒直径风筒直径,m;n,m;n风筒接头数风筒接头数,个个;L;L风筒全长风筒全长,m,m。R R0 0每米长风筒的风阻每米长风筒的风阻,N,Ns2/ms2/m8 8;柔性风筒的柔性风筒的p pq q值
20、:值:式中式中 n n接头数;接头数;j j个接头的漏风率。个接头的漏风率。2023/2/1第10章 局部通风5 5 风筒直径的选择风筒直径的选择2023/2/1第10章 局部通风三、局部通风机三、局部通风机(fan)(fan)井下局部地点通风所用的通风机称为局部通风机。井下局部地点通风所用的通风机称为局部通风机。要求:体积小、风压高、效率高、噪声低、性能可调、要求:体积小、风压高、效率高、噪声低、性能可调、坚固防爆。坚固防爆。1.1.局部通风机的种类和性能局部通风机的种类和性能 目前我国煤矿大部分仍延用六十年代研制的目前我国煤矿大部分仍延用六十年代研制的JBTJBT系列系列轴流式局部通风机。
21、具有低效率、低风量风压、高噪轴流式局部通风机。具有低效率、低风量风压、高噪声。声。近年来,我国已研制开发了一些新产品,如沈阳鼓风近年来,我国已研制开发了一些新产品,如沈阳鼓风机厂研制的机厂研制的BKJ66-11BKJ66-11,对旋风机等。,对旋风机等。2023/2/1第10章 局部通风2 2 局扇供风量局扇供风量3局扇风压局扇风压2023/2/1第10章 局部通风4.4.局部通风机联合工作局部通风机联合工作()局部通风机串联()局部通风机串联(2)(2)局部通风机并联局部通风机并联 当风筒风阻不大,用一台局部通风机供风不足时,可采用。当风筒风阻不大,用一台局部通风机供风不足时,可采用。集中串
22、联集中串联间隔串联间隔串联风机间距过远风机间距过远2023/2/1第10章 局部通风第三节第三节 局部通风系统设计局部通风系统设计 一、局部通风系统的设计原则一、局部通风系统的设计原则 (1)(1)矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件;矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件;(2)(2)局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进。局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进。(3)(3)尽量采用技术先进的低噪、高效型局部通风机。尽量采用技术先进的低噪、高效型局部通风机。(4)(4)压入式通风宜用柔性风筒,抽出式通风宜用带刚性骨压入式通风宜用柔性风筒,抽出式通风宜用带刚性骨架的可伸缩风筒
23、或完全刚性的风筒。风筒材质应选择阻架的可伸缩风筒或完全刚性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型。燃、抗静电型。(5)(5)当当一一台台风风机机不不能能满满足足通通风风要要求求时时可可考考虑虑选选用用两两台台或或多多台台风机联合运行。风机联合运行。2023/2/1第10章 局部通风二、局部通风设计步骤二、局部通风设计步骤 (1)(1)确定局部通风系统,绘制掘进巷道局部通风系统确定局部通风系统,绘制掘进巷道局部通风系统布置图。布置图。(2)(2)按通风方法和最大通风距离,选择风筒类型与直按通风方法和最大通风距离,选择风筒类型与直径;径;(3)(3)计算风机风量和风筒出口风量;计算风机风量和风筒出口
24、风量;(4)(4)按掘进巷道通风长度变化,分阶段计算局部通风按掘进巷道通风长度变化,分阶段计算局部通风系统总阻力系统总阻力(5)(5)按计算所得局部通风机设计风量和风压,选择局按计算所得局部通风机设计风量和风压,选择局部通风机;部通风机;(6)(6)按矿井灾害特点,选择配套安全技术装备。按矿井灾害特点,选择配套安全技术装备。2023/2/1第10章 局部通风第四节第四节 长巷道、天井和竖井掘进式的通风长巷道、天井和竖井掘进式的通风一、长距离巷道掘进时局部通风2023/2/1第10章 局部通风二、天井掘进时的通风二、天井掘进时的通风2023/2/1第10章 局部通风2023/2/1第10章 局部
25、通风3 3 竖井掘进通风方式竖井掘进通风方式2023/2/1第10章 局部通风2023/2/1第10章 局部通风2023/2/1第10章 局部通风 考虑列风筒接头处的局部风阻,将值增大25%可以近似认为所计算出来的风阻包括了风访的摩擦风阻Rl和风简接头处的局部风阻R2。本题个凤简转弯处的局部风阻R=0,2023/2/1第10章 局部通风2023/2/1第10章 局部通风2023/2/1第10章 局部通风 计算的风量计算的风量 ,风压,风压1640.53Pa,选,选用用JF522型局扇,功率型局扇,功率11kW。2023/2/1第10章 局部通风课堂练习习题集P12810-810-92023/2
26、/1第10章 局部通风2023/2/1第10章 局部通风2023/2/1第10章 局部通风2023/2/1第10章 局部通风10-1有效射程、有效吸程的含义是什么?10-2局部通风机串联、并联的目的、方式和使用条件是什么?10-3风筒的选择与使用应注意哪些问题?2023/2/1第10章 局部通风讨论问题讨论问题1 谈谈你对赣州市地下矿山通风现状了解情况谈谈你对赣州市地下矿山通风现状了解情况2 矿主对矿山通风防尘工作重要性的认识矿主对矿山通风防尘工作重要性的认识3 安全监管部门在安全生产监督中存在的困难安全监管部门在安全生产监督中存在的困难4 对本人授课方面的意见和建议对本人授课方面的意见和建议5 对本次进修班总体安排上有何意见和建议对本次进修班总体安排上有何意见和建议6 谈谈你在进修班学习的心得体会谈谈你在进修班学习的心得体会